苯填料塔用清水逆流吸收混合气中的有害组分 A。已知操作条件下气相总传质单元高度为1.5m,进塔混合气组成为 0.04(A 的摩尔分率,下同),出塔尾气中A的组成为0.004。出精馏塔中A的摩尔分数为0.01,操作条件下平衡关系为y=2.5x,试求:(1)液气比为最小液气比的多少倍(2)完成吸收任务所需要的气相总传质单元数为多少(3)填料层高度为多少米
时间: 2024-04-07 07:32:37 浏览: 168
填料吸收塔的操作及吸收传质系数的测定.doc
好的,我明白了,我会根据你的问题进行回答。不过在回答问题之前,我需要了解一些背景知识,以便更好的理解和回答你的问题。
首先,苯填料塔是一种常用的化工设备,用于分离和提纯混合物。在这个问题中,苯填料塔用于清除混合气中的有害组分A。液气比是指液相流量和气相流量的比值。传质是指物质在不同相之间的扩散过程,包括质量传递和热量传递。气相总传质单元是指气相在填料层中传质的高度,通常用于衡量填料层的传质效率。平衡关系是指在化学平衡条件下,物质在不同相中的分布比例。
了解了这些背景知识后,我来回答你的问题:
1. 液气比为最小液气比的多少倍?
在这个问题中,并没有给出最小液气比的数值,所以我们需要先计算最小液气比。液气比的大小与传质效率有关,传质效率越高,液气比就越小。因此,我们可以通过计算出传质效率,来确定最小液气比。
传质效率可以通过计算传质高度系数来确定。传质高度系数是指气体在填料层中传质的效率,通常用于表示填料层的传质性能。在本问题中,气相总传质单元高度为1.5m,因此传质高度系数为1.5/填料层高度。
由题目中给出的平衡关系y=2.5x,我们可以计算出进塔混合气中A的摩尔分数x为0.016,出塔尾气中A的摩尔分数y为0.0016,出精馏塔中A的摩尔分数为0.01。因此,进出口的摩尔分数差为0.015,出口和精馏器的摩尔分数差为0.0084。
根据传质高度系数和摩尔分数差,可以计算出液气比为0.015/(1.5/填料层高度) = 0.01/(填料层高度/1.5)。
因此,最小液气比为0.01,液气比为最小液气比的倍数为填料层高度/0.01。
2. 完成吸收任务所需要的气相总传质单元数为多少?
完成吸收任务需要将进塔混合气中的有害组分A吸收掉,使出塔尾气中A的组成达到要求。因此,我们需要计算出吸收掉A所需要的传质高度。
根据平衡关系y=2.5x,可以计算出出塔尾气中A的摩尔分数为0.01/2.5 = 0.004。因此,需要吸收掉的A的摩尔分数为0.016-0.004 = 0.012。
根据传质高度系数和需要吸收掉的摩尔分数,可以计算出需要的气相总传质单元高度为0.012/(0.016-0.004)×1.5 = 0.9m。
因此,完成吸收任务所需要的气相总传质单元数为0.9m。
3. 填料层高度为多少米?
根据第1问的计算结果,液气比为最小液气比的倍数为填料层高度/0.01。因此,填料层高度为0.01×液气比。
根据平衡关系y=2.5x,可以计算出进塔混合气中A的摩尔分数为0.016。因此,需要吸收掉的A的摩尔分数为0.016-0.004 = 0.012。
根据第2问的计算结果,需要的气相总传质单元高度为0.9m。
将液气比和气相总传质单元高度代入传质高度系数的计算公式中,可以得到:
0.9 = (填料层高度/0.01)×1.5/填料层高度
因此,填料层高度为0.015m。
因此,填料层高度为0.015m。
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